بحث

هيغز بوسون: بوابة إلى "العالم المظلم"؟

الآن وقد وجد العلماء بوزون هيغز ، كبيريبحث مصادم هادرون عن هدف أكثر مراوغة: المادة المظلمة. نحن محاطون بالمادة المظلمة والطاقة المظلمة - وهي مواد غير مرئية تربط المجرات ، ولكنها لا تتخلى عن نفسها. يقدم العمل الجديد طريقة مبتكرة للبحث عن المادة المظلمة بواسطة مصادم هادرون الكبير بسبب استغلال السرعة البطيئة نسبيًا لجسيم محتمل.

العالم المظلم للمادة المظلمة

"نحن نعرف بالتأكيد أن هناك عالم مظلم ويقول Lien-Tao Wong ، أستاذ الفيزياء بجامعة شيكاغو ، الذي يدرس البحث عن إشارات في مسرعات جسيمات كبيرة مثل LHC ، أن الطاقة فيها أكبر من الطاقة الموجودة لدينا. تم نشر العمل في خطابات المراجعة الفيزيائية.

على الرغم من أن العالم المظلم هو أكثر من 95 ٪ من الكون ،لا يدرك العلماء وجودها إلا من خلال التأثيرات التي تحدثها - مثل الشراهة ، التي لا يمكن رؤيتها إلا إذا تحرك شيء ما على الرف أو عندما يومض الضوء. على سبيل المثال ، نحن نعرف عن وجود المادة المظلمة ، لأننا نرى تأثيرها التثاقلي - فهو يساعد مجراتنا على عدم الانتثار إلى أجزاء.

المنظرين يعتقدون أن هناك نوع واحد خاصجسيم مظلم يمكنه التفاعل بشكل دوري مع المادة العادية. سيكون أصعب وسيظل لفترة أطول من الجزيئات المعروفة الأخرى - ما يصل إلى عُشر الثانية. وفقا للعلماء ، عدة مرات في العقد ، يمكن اكتشاف مثل هذه الجسيمات في تصادم البروتون في LHC ، والتي تحدث ويتم قياسها باستمرار.

"فرصة واحدة مثيرة للاهتمام بشكل خاص ليقول وونغ ، في إشارة إلى آخر جسيمات اكتشفها علماء الفيزياء في النظرية العظيمة للكون ، أن هذه الجسيمات المظلمة طويلة العمر ترتبط بطريقة ما ببوسون هيغز - أن هيغز هي في الواقع بوابة إلى العالم المظلم. تم اكتشاف بوز هيغز في LHC في عام 2012. "ربما هيغز يمكن أن تنقسم حقا إلى هذه الجسيمات طويلة العمر."

المشكلة الوحيدة هي ذلكلفصل هذه الأحداث عن بقية في LHC البالغ طوله 27 كيلومتراً ، يحدث أكثر من مليار تصادم في الثانية ، ويرسل كل منها بقعًا دون ذرية في جميع الاتجاهات.

اقترح العلماء طريقة جديدة للبحث ،باستخدام جانب واحد معين من هذه الجسيمات المظلمة. يقول جيا ليو ، أول مؤلف للدراسة "إذا كان الثقل ثقيلاً ، فإن إنتاجه يتطلب طاقة ، وبالتالي فإن الدافع لن يكون كبيرًا - سوف يتحرك أبطأ من سرعة الضوء".

وهذا التأخير الوقت يميزها.جزيئات أخرى. سوف يحتاج العلماء فقط لتصحيح النظام للبحث عن الجسيمات المنتجة. يكمن الاختلاف داخل النانوسيكند - واحد من المليار من الثانية - أو أقل. لكن LHC لديها بالفعل ما يكفي من أجهزة الكشف المتطورة لملاحظة الفرق ؛ أظهرت دراسة حديثة باستخدام البيانات التي تم جمعها خلال البداية الأخيرة من المصادم أن هذه الطريقة يجب أن تعمل ، بالإضافة إلى أن أجهزة الكشف سوف تصبح أكثر حساسية بعد التحديث القادم.

"نحن نتوقع هذه الطريقة لزيادة لدينايقول ليو: "الحساسية تجاه الجسيمات المظلمة طويلة العمر بعدة أوامر من الحجم - مع استخدام القدرات الموجودة بالفعل في BAC". يعمل المجربون بالفعل على إنشاء فخ. عندما يتم تشغيل LHC مرة أخرى في عام 2021 ، بعد زيادة اللمعان 10 مرات ، سيتم تجهيز جميع أجهزة الكشف الرئيسية الثلاثة بنظام جديد.

“نعتقد أن هناك إمكانية كبيرة للاكتشاف. إذا كان هناك جسيم ، فستكون لدينا طريقة لاستخراجه.

فكر ، سوف تجد؟ أخبرنا في الدردشة في Telegram.